Was Sie über dynamisches Load-Balancing und Cluster bei Windows Server 2012 wissen sollten

Network Load Balancing (NLB) und Windows Server 2012 im Cluster-Betrieb garantieren Geschwindigkeit und Verfügbarkeit von kritischen Anwendungen.

Web-Server, FTP-Server, Proxy-Server und Verbindungen mit virtuellen privaten Netzwerken werden in Zeiten mit Spitzen-Nachfrage...

leicht überlastet. Die Folgen sind schwache Performance und unzufriedene Nutzer. Als Gegenmittel zu solchen Performance-Problemen bei Client/Server-Modellen hilft eine Last-Verteilung im Netzwerk, denn dadurch werden Nutzer-Anfragen auf einen virtuellen Cluster von Servern mit derselben Anwendung aufgeteilt.

Das Konzept dieses Load-Balancing ist natürlich nicht neu, sehr wohl aber die native Unterstützung dafür in Windows Server 2012, das die Erstellung und Verwaltung virtueller Cluster ermöglicht. Damit können Hardware und Software für Load-Balancing von Drittanbietern überflüssig werden. Im Folgenden finden Sie Antworten auf häufige Fragen in Bezug auf Load-Balancing in Netzwerken (Network Load Balancing – NLB) und dynamisches Load-Balancing in Windows Server 2012.

Was ist Load-Balancing und was hat Windows Server 2012 damit zu tun?

Load-Balancing verringert den Netzwerk-Verkehr zu einem Server, indem er ihn auf zwei oder mehr Server verteilt. So wird jeder Server, dessen Kapazität zur Behandlung von Datenverkehr mehr als ausgeschöpft ist, eine schwache Performance bieten, etwa in Form von langen Wartezeiten bei Anfragen. Mit Load-Balancing und Verteilung der Workload auf einen zweiten Server sinkt die Durchschnittslast pro Server jedoch auf 70 Prozent. Die Folge ist eine gute Performance für die Anwender, selbst in Zeiten starker Nutzung und hoher Netzwerk-Last.

Windows Server bringt einige NLB-Features mit. Damit lassen sich zwei oder mehr Server mit derselben Anwendung (zum Beispiel Web-Server) zu einem virtuellen Cluster zusammenfügen, in dem der Netzwerk-Verkehr über die einzelnen Knoten verteilt wird.

Load-Balancing bringt Skalierbarkeit und Widerstandsfähigkeit in den Server-Cluster. IT-Administratoren können vorgeben, welchen Last-Anteil jeder Host übernehmen soll; dadurch können selbst ältere Server noch verwendet werden, die nicht so viel Kapazität haben wie neuere Hardware. Ebenso kann der Datenverkehr an einen voreingestellten Server geleitet werden, bis eine bestimmte Schwelle erreicht ist. Erst darüber hinaus gehender Traffic wird dann auch auf andere Server verteilt. Windows Server 2012 unterstützt NLB-Cluster mit bis zu 32 Knoten.

Mit Windows Server 2012 ist zudem das dynamische Hinzufügen und Entfernen von Knoten in einem Cluster möglich. Wenn etwa ein Cluster mehr Rechenkraft benötigt, können weitere Server mit derselben Anwendung leicht in den Cluster aufgenommen werden und einen Teil des Datenverkehrs übernehmen. Andersherum können problematische oder ausgefallene Server herausgenommen werden. NLB übernimmt die Aufteilung der Traffic-Last und sorgt dafür, dass die übrigen Server weiter arbeiten.

Wie funktioniert NLB in Windows Server 2012 und welche Werkzeuge zur Verwaltung gibt es?

Für die Netzwerk-Lastverteilung mit Windows Server 2012 ist der Network Load Balancing Manager zuständig, zusammen mit speziellen cmdlets für Windows PowerShell. Mit diesen beiden Mitteln können IT-Profis lokale und Remote-Cluster für NLB verwalten und konfigurieren. Die PowerShell-Steuerung unterstützt die Verwendung von Skripten, um wichtige und häufig wiederholte Aufgaben beim Management des Load-Balancing zu automatisieren.

Mit den beiden Werkzeugen können Sie Server zum Cluster hinzufügen oder aus ihm entfernen, Cluster erstellen oder löschen, Traffic-Schwellen und Details zur Verteilung definieren und mehr. Windows Server 2012 protokolliert dabei Ereignisse im Zusammenhang mit NLB, so dass IT-Administratoren sie im Windows Event Log inspizieren können.

Regelsätze zum Port-Management geben Administratoren die Möglichkeit, Load-Balancing für einen einzelnen IP-Port, eine Gruppe von Ports oder sogar virtuelle IP-Adressen zu konfigurieren. Ebenfalls lassen sich bestimmte Ports aus Sicherheitsgründen blockieren. Wenn auf den Servern unterschiedliche Anwendungen laufen, kann Nutzer-Verkehr auf denjenigen mit der gewünschten Anwendung geleitet werden. Die Überflutung von Switch-Ports durch Multicast-Traffic wird über das Internet Group Management Protocol verhindert. Dieses sorgt dafür, dass Switch-Traffic nicht auf allen Ports wiederholt wird und trägt so zu guter Netzwerk-Performance bei.

Welche Hardware und Software wird für einen NLB-Cluster unter Windows Server 2012 gebraucht?

Jeder Server im Cluster braucht ausreichende Hardware für Windows Server 2012 und muss so konfiguriert sein, dass er sich im selben Subnetz befindet. Ansonsten betreffen die Hardware-Anforderungen vor allem die Netzwerk-Karten (NICs) des Servers. Die tatsächliche Zahl der Netzwerk-Adapter jedes Knoten darf sich unterscheiden, was hilft, wenn unterschiedliche Hardware-Typen gemischt werden sollen. Allerdings müssen alle NICs in einem Cluster entweder für Unicast- oder Multicast-Betrieb konfiguriert sein. Eine Kombination innerhalb eines Clusters ist nicht möglich. Zudem müssen Unicast-NICs das Spoofing von MAC-Adressen unterstützen.

Zu den Software-Anforderungen für NLB zählen Windows Server 2012 und TCP/IP mit statischen IP-Adressen für jeden Server im Cluster. Demzufolge muss das Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) auf jedem NLB-Server deaktiviert sein.

NLB verteilt die Traffic-Last auf Cluster im Server, auf denen dieselbe Anwendung läuft. Dies verleiht geschäftskritischen Anwendungen mehr Widerstandsfähigkeit, weil ein schneller Umgang mit Nutzer-Datenverkehr selbst dann gewährleistet ist, wenn ein Server im Cluster ausfällt oder offline geht. Zudem bringt NLB Skalierbarkeit, weil bis zu 32 Server im Cluster unterstützt werden. Allerdings ist für die richtige Konfiguration und Optimierung ein Maß an technischem Geschick erforderlich, über das nicht alle IT-Profis verfügen. Bevor Sie NLB produktiv einsetzten, sollten Sie es also stets in einer Labor-Umgebung testen.

Artikel wurde zuletzt im Februar 2013 aktualisiert

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